一种改性ABS发泡材料及其制备方法与流程

本发明属于发泡材料技术领域，尤其涉及一种改性ABS发泡材料及其制备方法。

背景技术：

ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。ABS树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8)x·(C4H6)y·(C3H3N)z，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15％～35％，丁二烯占5％～30％，苯乙烯占40％～60％，最常见的比例是A:B:S＝20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。ABS树脂的成型加工温度一般在210～230℃。ABS泡沫性能优而质量轻。在制备ABS泡沫时首先需要让发泡剂分散在ABS基体中，而且发泡剂不能提前分解。但这其中存在一个问题，即在ABS成型加工温度范围内，发泡剂(AC发泡剂一般分解温度在200℃左右)已经分解。这样导致制备ABS泡沫存在困难。本发明对ABS进行改性，能够在相对低温下将发泡剂均匀分散到ABS基体中，然后在高温下进行发泡，制备发泡倍率高、泡孔均匀的ABS泡沫材料。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术中存在的技术缺陷，提高ABS树脂与发泡剂的混合均匀度，提供一种改性ABS发泡材料及其制备方法，本发明提供并制备的共混发泡材料具有更高的发泡倍率和更好的泡孔均匀度。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种改性ABS发泡材料是由包括69～85重量份的ABS树脂颗粒、5～20重量份的LDPE，0.2～0.4重量份的交联剂，1～6重量份的发泡剂，0.5～2重量份的氧化锌，0.5～2重量份的硬脂酸和0.3～0.6重量份的抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

进一步优化的，发泡剂为AC发泡剂。

进一步优化的，交联剂为过氧化二异丙苯。

进一步优化的，抗氧剂为抗氧剂1010。

进一步优化的，预发泡共混材料还包括5～20重量份的EVA。

如上所述的改性ABS发泡材料的制备方法包括预发泡共混材料的模压发泡，所述预发泡共混材料是由密炼机在140～145℃的条件下混合而成的ABS树脂、LDPE、交联剂、发泡剂、氧化锌、硬脂酸和抗氧剂的共混物。

如上所述的改性ABS发泡材料的制备方法，包括预发泡共混材料的模压发泡，所述预发泡共混材料是由密炼机在140～145℃的条件下混合而成的ABS树脂、LDPE、EVA、交联剂、发泡剂、氧化锌、硬脂酸和抗氧剂的共混物。

进一步优化的，模压发泡的压力控制在1～20MPa，模压发泡的温度为190-230℃，发泡时间为5-30min。

进一步优化的，预发泡共混材料在密炼机中的混合时间为5-10min。

进一步优化的，密炼机的转速30-40r/min。

本发明所取得的技术效果是：1)在140-145℃的条件下，密炼机一方面将直径约为2mm的ABS树脂破碎成平均直径为0.6mm的小颗粒并将其软化，另一方面使LDPE熔融，AC发泡剂在熔融的LDPE中可以快速的均匀分散，而黏度高的ABS小颗粒也能够分散在LDPE之中，这样有助于AC发泡剂与ABS树脂的均匀混合；同时熔融的LDPE负载分散剂颗粒可以与软化的ABS树脂更好相容，进一步提高AC发泡剂与ABS树脂颗粒的均匀混合程度。2)控制密炼温度140-145℃，还可以保证AC发泡剂不分解。3)LDPE熔体强度高，发泡性能好，能够进一步改善ABS树脂的发泡性能。4)EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)具有良好的发泡性能，且在本案中可以进一步增加各物质相容性，并调节发泡材料的韧性。5)本发明制备的ABS泡沫材料泡孔均匀且ABS泡沫材料的密度小，提高了ABS发泡材料的弹性和综合性能，使其更好的应用与包装、汽车、热绝缘、建筑、缓冲衬垫、吸声降噪等领域。

附图说明

图1为实施例1制得的改性ABS发泡材料的泡沫结构图。

图2为实施例2制得的改性ABS发泡材料的泡沫结构图。

图3为实施例3制得的改性ABS发泡材料的泡沫结构图。

图4为对比实施例1制得的改性ABS发泡材料的泡沫结构图

具体实施方式

本发明下面结合实施例作进一步详述：

实施例1：

改性ABS发泡材料是由包括80重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒、16.4重量份的熔融LDPE，0.3重量份的DCP交联剂，2重量份的AC发泡剂，0.5重量份的氧化锌，0.5重量份的硬脂酸和0.3重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。LDPE(牌号2102TN26)，齐鲁石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

改性ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将80重量份的ABS树脂、16.4重量份的LDPE、0.3重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，2重量份的AC发泡剂、0.5重量份的氧化锌、0.5重量份的硬脂酸、0.3重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合6min，密炼混合温度为140℃，密炼机两转子转速为35r/min。

(2)制备改性ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为210℃，压力控制在10MPa，发泡时间10min后制得改性ABS发泡材料。取出该发泡材料测得泡沫密度为0.35g/cm³，撕裂强度为35N/mm，泡沫的断裂伸长率为2％。泡沫结构见图1。泡孔最大直径203μm，最小直径47μm，平均泡孔直径为110μm。

实施例2

改性ABS发泡材料是由包括74重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒、20重量份的熔融LDPE，0.5重量份的DCP交联剂，3重量份的AC发泡剂，1重量份的氧化锌，1重量份的硬脂酸和0.5重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。LDPE(牌号2102TN26)，齐鲁石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

改性ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将74重量份的ABS树脂、20重量份的LDPE、0.5重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，3重量份的AC发泡剂、1重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、0.5重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合8min，密炼混合温度为142℃，密炼机两转子转速为40r/min。

(2)制备改性ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为230℃，压力控制在15MPa，发泡时间15min后制得改性ABS发泡材料。取出该发泡材料测得泡沫密度为0.22g/cm³，撕裂强度为25N/mm，泡沫的断裂伸长率为4％。泡沫结构见图2。泡孔最大直径240μm，最小直径53μm，平均泡孔直径为107μm。

实施例3

改性ABS发泡材料是由包括75重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒、19.2重量份的熔融LDPE，0.3重量份的DCP交联剂，4重量份的AC发泡剂，0.5重量份的氧化锌，0.5重量份的硬脂酸和0.5重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。LDPE(牌号2102TN26)，齐鲁石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

改性ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将75重量份的ABS树脂、19.2重量份的LDPE、0.3重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，4重量份的AC发泡剂、0.5重量份的氧化锌、0.5重量份的硬脂酸、0.5重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合7min，密炼混合温度为140℃，密炼机两转子转速为35r/min。

(2)制备改性ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为220℃，压力控制在10MPa，发泡时间15min后制得改性ABS发泡材料。取出该发泡材料测得泡沫密度为0.18g/cm³，撕裂强度为20N/mm，泡沫的断裂伸长率为2.8％。泡沫结构见图3。泡孔最大直径241μm，最小直径44μm，平均泡孔直径为109μm。

实施例4：

改性ABS发泡材料是由包括80重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒，10重量份的熔融LDPE，6.4重量份的EVA，0.3重量份的DCP交联剂，2重量份的AC发泡剂，0.5重量份的氧化锌，0.5重量份的硬脂酸和0.3重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。LDPE(牌号2102TN26)，齐鲁石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

改性ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将80重量份的ABS树脂、10重量份的LDPE，6.4重量份的EVA，0.3重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，2重量份的AC发泡剂、0.5重量份的氧化锌、0.5重量份的硬脂酸、0.3重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合6min，密炼混合温度为140℃，密炼机两转子转速为35r/min。

(2)制备改性ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为210℃，压力控制在10MPa，发泡时间10min后制得改性ABS发泡材料。取出该发泡材料测得泡沫密度为0.35g/cm³，撕裂强度为35N/mm，泡沫的断裂伸长率为9％。泡孔最大直径201μm，最小直径50μm，平均泡孔直径为100μm。

实施例5

改性ABS发泡材料是由包括74重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒、10重量份的熔融LDPE，10重量份的EVA，0.5重量份的DCP交联剂，3重量份的AC发泡剂，1重量份的氧化锌，1重量份的硬脂酸和0.5重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。LDPE(牌号2102TN26)，齐鲁石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

改性ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将74重量份的ABS树脂、10重量份的LDPE、10重量份的EVA、0.5重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，3重量份的AC发泡剂、1重量份的氧化锌、1重量份的硬脂酸、0.5重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合8min，密炼混合温度为142℃，密炼机两转子转速为40r/min。

(2)制备改性ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为230℃，压力控制在15MPa，发泡时间15min后制得改性ABS发泡材料。取出该发泡材料测得泡沫密度为0.22g/cm³，撕裂强度为25N/mm，泡沫的断裂伸长率为13％。泡孔最大直径210μm，最小直径72μm，平均泡孔直径为104μm。

实施例6

改性ABS发泡材料是由包括75重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒、6重量份的熔融LDPE，13.2重量份的EVA，0.3重量份的DCP交联剂，4重量份的AC发泡剂，0.5重量份的氧化锌，0.5重量份的硬脂酸和0.5重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。LDPE(牌号2102TN26)，齐鲁石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

改性ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将75重量份的ABS树脂、19.2重量份的LDPE、0.3重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，4重量份的AC发泡剂、0.5重量份的氧化锌、0.5重量份的硬脂酸、0.5重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合7min，密炼混合温度为140℃，密炼机两转子转速为35r/min。

(2)制备改性ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为220℃，压力控制在10MPa，发泡15min后制得改性ABS发泡材料。取出该发泡材料测得泡沫密度为0.18g/cm³，撕裂强度为20N/mm，泡沫的断裂伸长率为15％。泡孔最大直径225μm，最小直径81μm，平均泡孔直径为112μm。

对比实施例1

ABS发泡材料是由96.4重量份的平均直径约为0.6mm的ABS树脂颗粒，0.3重量份的DCP交联剂，2重量份的AC发泡剂，0.5重量份的氧化锌，0.5重量份的硬脂酸和0.3重量份的1010抗氧剂的预发泡共混材料经模压发泡制得。

上述预发泡共混材料中各材料的牌号或型号为：

ABS(牌号0215A)，吉林石化。过氧化二异丙苯(DCP)，工业级。AC发泡剂，型号Dn8，上海文华化工颜料有限公司。氧化锌(ZnO)，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。抗氧剂1010，工业级。硬脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

ABS发泡材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)制备ABS预发泡共混材料：将96.4重量份的ABS树脂、0.3重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，2重量份的AC发泡剂、0.5重量份的氧化锌、0.5重量份的硬脂酸、0.3重量份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合6min，密炼混合温度为140℃，密炼机两转子转速为35r/min。由于密炼温度低，ABS没有软化，更没有熔融，助剂只能分布在ABS颗粒之间的缝隙里。

(2)制备ABS发泡材料：将步骤(1)制得的ABS预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度为210℃，压力控制在10MPa，发泡时间10min后制得ABS发泡材料。由于在密炼时，助剂没有均匀分布在ABS之中，模压制得的发泡材料中泡孔不均匀，泡孔有大有小。

取出该发泡材料测得泡沫密度为0.56g/cm³，撕裂强度为43N/mm。泡沫结构见图4。泡孔最大直径775μm，最小直径85μm，平均泡孔直径为212μm。